[發明專利]用于滾柱軸承的保持架及其制造方法

無效

• 申請號: 200680028260.3
• 申請日: 2006-07-29
• 公開（公告）號: CN101238299A
• 公開（公告）日: 2008-08-06
• 發明（設計）人: S·霍頓;L·赫特曼
• 申請（專利權）人: SKF股份公司
• 主分類號: F16C33/38
• 分類號: F16C33/38;F16C33/44
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 李帆

技術領域

本發明涉及用于滾柱軸承的保持架(cage)，其包含具有多個槽口(pocket)的基體，所述多個槽口用以容納滾柱軸承的滾子元件。此外，本發明涉及制造這種保持架的方法。本發明適用于所有類型的保持架。

發明背景

滾柱軸承能夠承受高的接觸載荷，所述高的接觸載荷可在運行條件下導致高的材料應力。對于需要用來將軸承的滾動元件引導至其正確位置的保持架同樣如此。因此，人們試圖對軸承各個部件的性能進行強化，特別是在主體軸承材料的表面處或表面附近；當潤滑條件不良時，可以通過向基材材料施用具有高載荷承受能力的涂層來進行改良。

US?6,340,245B1描述了一種滾柱軸承，其具有內環、外環和滾動元件，這些滾動元件與所述環的滾道滾動接觸。滾動元件以及所述環的滾道涂覆有混有金屬的類金剛石碳層。特別地，各個元件涂覆有混有金屬的類金剛石碳涂層，該涂層包含交替的主要為類金剛石碳還包含一些金屬碳化物的層，和主要為金屬碳化物還包含一些類金剛石碳的層。

發明概述

盡管通過上述的零件涂層改善了對高應力的抵抗性，然而不利的是已知涂層的彈性相當低。這可能在軸承使用期間導致裂紋，從而危害涂層的附著。作為結果，如果發生涂層的破壞則軸承的有效壽命降低。

對于軸承的保持架且特別是容納滾子元件的槽口這同樣適用。特別地但并非專門地，保持架的這個部分容易被破壞，這導致各自的缺點。

因此，本發明的目的是提出一種改良的用于滾柱軸承的保持架，其具有更好的性能，特別是關于保持架基體表面上的涂層的耐久性。

根據本發明這個目的的解決方案的特征在于，用包含類富勒烯碳氮化物(FL-CNx)的功能部分或者由其組成的層涂覆保持架基體的至少一部分表面，其中在所述基體的表面與包含類富勒烯碳氮化物或者由其組成的層之間設置鉻或鋁或鉬或鈦或鎢或類金剛石涂層或混有金屬的類金剛石涂層的中間層。由此，用包含類富勒烯碳氮化物功能部分或者由其組成的層涂覆保持架基體的至少一部分表面。

優選地，形成槽口的基體表面完全涂覆有所述層。

保持架的基體可以由輕質金屬組成，特別是黃銅、鋁或鎂。作為可選方案，其可以由塑性材料組成。

使用位于基體表面與由類富勒烯碳氮化物組成的層之間的鉻、鋁、鉬、鈦或鎢的中間層顯著改善了所述層與保持架基體的結合。

此外，可能且有利的是，在基體表面與由類富勒烯碳氮化物組成的層之間設置類金剛石涂層(DLC)或混有金屬的類金剛石涂層(Me-DLC)的中間層。非常容易向具有類金剛石涂層和混有金屬的類金剛石涂層的現有和已知的軸承(例如參見上述的US?6,340,245B1)增加類富勒烯碳(FL-CNx)的涂層。當上表面的功能性為所需時可以獲得另外的益處，例如為設計的表面能以適應給定的潤滑劑/油。

由類富勒烯碳氮化物組成的層的厚度優選為0.1-10μm，特別是0.1-1μm。中間層的厚度優選為1nm-5μm，優選為25nm-5μm。具有如Cr和Ti的成分以及擴散結合成分的等離子體處理或電弧刻蝕的表面(無實際的沉積，而為注入)同樣適用。

優選通過磁控濺射將由類富勒烯碳氮化物組成的層沉積在保持架的基體上。還可以通過物理氣相沉積(PVD)、通過化學氣相沉積(CVD)或通過其組合將由類富勒烯碳氮化物組成的層沉積在所述基體上，任何這些工藝或結合工藝可以包括一些等離子體用以在沉積期間或之后對涂層進行有限的離子輔助。即，以具有任何類型的類金剛石碳的漸變或多層涂層方式實施的類富勒烯碳氮化物涂層也是有利的，并且與單獨的DLC相比將提供改進。

在本發明的一個實施方案中，用于基體的沉積工藝溫度保持低于180℃，優選等于或低于150℃。在另一實施方案中，該溫度保持高于150℃，但低于600℃，且優選為350-500℃。這允許用于HSS或諸如氮化硅的陶瓷的涂覆，并且在大多數回彈性涂層的工藝窗口內。

對于根據本發明的類富勒烯碳氮化物，作如下評論：